川藏線(xiàn)竹東段特殊地質(zhì)條件下的道路病害研究

川藏線(xiàn)竹東段特殊地質(zhì)條件下的道路病害研究

1川藏線(xiàn)竹東段基本情況1.1從“嚴(yán)格”到“有序”的路線(xiàn)四川至西藏的竹東段屬于國(guó)道318線(xiàn)。從竹巴籠（k3359.00）到西藏林芝縣東九鄉(xiāng)（k4129.00），再加上12公里長(zhǎng)，782.5公里寬。技術(shù)等級(jí)為三級(jí)砂路，車(chē)輪寬度為6m，肩寬0.75m。其中，在5月和9月期間，新建的混合瀝青路面為214公里，寬6米，高0.75米。竹東段地跨2省5縣。1.2竹東段地質(zhì)構(gòu)造及地震活動(dòng)情況竹東段782.5km路段穿行在念青唐古拉山東側(cè)余脈之中,橫跨金沙江、瀾滄江、怒江、帕龍藏布江,海拔從1880m(波密縣通麥鎮(zhèn))到5008m(左貢縣境內(nèi)的東達(dá)山),平均海拔高3200m。沿途海拔3500m以上的路段(K3407～K3900)達(dá)493km,占全線(xiàn)長(zhǎng)約63%,其中有5座山峰海拔在4000m以上(宗拉山4164m、拉烏山4460m、東達(dá)山5008m、業(yè)拉山4618m、安久拉山4330m)。沿線(xiàn)有寒帶、溫帶、亞熱帶,地理環(huán)境、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,氣候變化特殊。另外,由于地處印度板塊和歐亞大陸板快之間,2個(gè)很不穩(wěn)定的板塊活動(dòng)造成這個(gè)地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜且十分不穩(wěn)定,地震頻繁發(fā)生。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示,1980年～1996年之間發(fā)生4.0～5.9級(jí)地震就有14次之多。綜上所述,由于竹東段特殊的地理位置及復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造,沿途的病害十分頻繁,被譽(yù)為“世界病害大全”。782.5km路段內(nèi)有“天險(xiǎn)”之稱(chēng)的“排龍?zhí)祀U(xiǎn)”段,有死亡地帶之稱(chēng)的“102”滑坡群,有“流沙奇觀”的中壩段,有“面善心惡”的然烏雪崩段等等。2疾病的表現(xiàn)形式2.1內(nèi)部因素導(dǎo)致道路疾病的表現(xiàn)形式(1)天竺葵因車(chē)輛行駛的反復(fù)作用及其他因素造成路面結(jié)構(gòu)層破壞,出現(xiàn)許多不規(guī)則的坑槽,車(chē)輛行駛顛簸、雨季路面積水,加速了公路的破壞。(2)去那里路面結(jié)合料失去粘結(jié)力,集料松動(dòng),雨季泥濘,冬季氣候干燥在風(fēng)吹及車(chē)輛行駛的帶動(dòng)下集料散失,路面主結(jié)構(gòu)層裸露甚至破壞。(3)波浪和摩擦路面縱向產(chǎn)生連續(xù)的起伏,車(chē)輛行駛顛簸,這種病害在砂石路面中比較普遍。(4)泥漿因路基過(guò)低,地下水位高或上邊坡滲水比較嚴(yán)重,路基松軟,產(chǎn)生翻漿、彈簧等病害。2.2外部因素導(dǎo)致道路疾病的表現(xiàn)形式2.2.1泥石流的生態(tài)修復(fù)由于川藏線(xiàn)竹東段特殊的地理、地質(zhì)、氣候等因素,沿線(xiàn)的泥石流十分頻繁且規(guī)模巨大,對(duì)公路的暢通和完好造成嚴(yán)重的威脅。尤其在5～9月份川藏線(xiàn)竹東段的雨季期間,泥石流更加嚴(yán)重。如K3365～K3416段的海通溝泥石流、K3735～K3745段的嘎瑪溝泥石流、K3460～K3477段的如美溝泥石流、K3620～K3645段的左貢段泥石流、K3974+300處的特大型泥石流、K3928+000中壩段泥石流、K4098～K4101通麥段的泥石流、K4116+800和K4117+500處的泥石流等等。782.5km的道路上,大、小泥石流就有100多處。泥石流是公路交通中斷和毀壞的主要病害之一,其災(zāi)害程度是空前的。K3365～K3416段海通溝的泥石流,由于山高谷深,且谷內(nèi)匯水面積大,泥石流從各山谷向公路方面奔涌而出。此處泥石流雖然規(guī)模不是特大型的,但發(fā)生頻率較高,每年雨季發(fā)生20～30次。K3735～K3745段嘎瑪溝兩側(cè)山峰陡峭,溝全長(zhǎng)有30～40km,泥石流發(fā)生頻率雖然不高,但發(fā)生時(shí)聲勢(shì)浩大,1999年曾一度發(fā)生3次特大型泥石流(1999年7月8日、1999年8月18日、1999年8月26日),巨大的泥石流,順40°～50°的山谷直瀉而下,沖毀橋梁7座、涵洞3道、路基1000m,交通中斷15d。K3620～K3654段左貢段的泥石流在平時(shí)看不出,也不易察覺(jué),只有在暴雨天時(shí),泥石流從大山深處沿著各個(gè)溝豁沖出,堆滿(mǎn)10～15km的公路,發(fā)生頻繁(每年1～2次)。K3974+300處的泥石流,每年都要發(fā)生3～4次,只要來(lái)一場(chǎng)暴雨,成百上千立方米的泥石流就會(huì)在10～20min時(shí)間內(nèi)堆滿(mǎn)整個(gè)谷底及500多m的道路。K4097～K4118段有大型泥石流15處,尤其是2000年4月9日西藏波密縣易貢鄉(xiāng)特大山體滑坡堵塞易貢藏布江,2000年7月10日決口沖毀318線(xiàn)K4098～K4105段17km的道路后搶修的便道,路基窄,上下邊坡十分不穩(wěn),17km便道內(nèi)泥石流、滑坡、塌方、流沙等各種病害應(yīng)有盡有。2.2.2k4080k-71由于雨季雨水相對(duì)集中(波密縣地區(qū)年平均降雨量為1086.1mm)及松散地質(zhì)因素的影響,沿線(xiàn)滑坡嚴(yán)重,比較大的有:102滑坡群(K4078～K4081)、排龍滑坡段(K4098～K4105)、海通溝滑坡(K3387+000及K3397+000)、竹卡滑坡(K3477)等等。特大山體滑坡嚴(yán)重影響道路的暢通且危及車(chē)輛、人員的安全。滑坡的最大特點(diǎn)是面積大、坡面陡峭,加之土質(zhì)松散,雨季時(shí),大面積的山石、砂土整體下滑,治理十分困難。如102滑坡群自1991年發(fā)生以來(lái),整個(gè)坡面每年都在滑動(dòng),對(duì)行人與車(chē)輛的安全構(gòu)成嚴(yán)重的威脅,也給西藏西南地區(qū)的交通運(yùn)輸和經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成了巨大的損失。2.2.3流砂高度、流量川藏線(xiàn)最嚴(yán)重的流砂路段在K3900～K3930段內(nèi),這段道路下鄰帕龍藏布江,上為陡峭的山峰,流砂高度從幾十米到幾百米不等,坡面在68°～80°之間,整個(gè)山坡都是由松散的砂礫夾著部分石塊組成,不論刮風(fēng)還是下雨,冬季還是雨季,夜晚還是白天,砂礫、石塊每時(shí)每刻都在徐徐流向只有6～7m寬的路面,根據(jù)統(tǒng)計(jì),流砂每天的平均流量為30～50m3/100m。2.2.4冰和雪的疾病(1)冰害現(xiàn)狀和特點(diǎn)川藏線(xiàn)竹東段(K3407～K3900)493km的路段平均海拔在3500m左右,冬季氣溫平均在零下25℃,最低可達(dá)零下35～40℃,天寒地凍,滴水成冰,尤其沿線(xiàn)5座平均海拔4300m以上的高山路段降雪量大,地下水豐富,冬季路上冰害十分嚴(yán)重。冰害主要集中在東達(dá)山前后,60km范圍內(nèi)有50多處冰害,然烏溝及中壩段比較大的冰害有10處,結(jié)冰期一般從11月份到第二年4月20日左右,東達(dá)山冰雪消融要到5月中旬。冬季涎流上路結(jié)冰,越結(jié)越高、越結(jié)越長(zhǎng),嚴(yán)重的長(zhǎng)達(dá)200～300m,厚度1～2m,尤其是在天險(xiǎn)然烏溝中,上為懸崖、下鄰深谷且路面較窄,加之結(jié)冰嚴(yán)重,車(chē)輛行駛十分危險(xiǎn)。冰害是整個(gè)冬季養(yǎng)護(hù)、保通的關(guān)鍵。(2)竹公車(chē)基本坡裂斷群一是路面積雪;二是雪崩。路面積雪和雪崩主要集中在中壩、然烏、安久拉山、業(yè)拉山及東達(dá)山地段,一般發(fā)生在3月20日～4月15日之間,這段時(shí)間內(nèi)氣溫逐漸在回升,降水量開(kāi)始增加,連續(xù)多日的降雪,造成路面積雪和雪崩的發(fā)生。1996、1998、2004年的竹東段雪崩比較嚴(yán)重,1996年3月份發(fā)生雪崩52處,其中最嚴(yán)重的發(fā)生在K3871～K3872處,特大的雪崩造成54人喪生,數(shù)輛汽車(chē)被毀;1998年在中壩～安久拉山90km范圍內(nèi),積雪平均達(dá)到80～100cm,發(fā)生雪崩60多處,特大雪崩19處,因雪崩堵塞河道,被河水沖毀路基240m,擋墻1260m3/240m,交通中斷20d;2000年3月20日～2000年4月18日之間西藏東部連續(xù)的降雪造成安久拉山前后80km范圍內(nèi)平均積雪厚度達(dá)到1.5～2m,發(fā)生雪崩32處,其中特大雪崩6處,中斷交通15d。川藏線(xiàn)竹東段雪崩發(fā)生的數(shù)量多、規(guī)模大、頻率高(每2年發(fā)生1次),對(duì)公路造成的災(zāi)害也很大。3疾病的處理3.1內(nèi)部因素對(duì)地板疾病的處理3.1.1坑槽和覆蓋物的劃設(shè)對(duì)于面積較小、較淺的坑槽采取淺坑深補(bǔ)、圓坑方補(bǔ)的方法,將挖出的路面原材料進(jìn)行篩選,并添加新材料拌和均勻、壓實(shí);對(duì)于面積較多、較大、較深的坑槽采取將相鄰的坑槽劃為一片,分片挖除,深度超過(guò)30cm時(shí),應(yīng)分層壓實(shí)。填筑材料要選用與原路面相同的材料,掌握好含水量,為使新舊路面達(dá)到相同密實(shí)度,壓實(shí)后的高度應(yīng)略高于舊路面,經(jīng)碾壓后達(dá)到原路面平齊。3.1.2路面材料的分配機(jī)將松散層材料與松動(dòng)材料用回砂器或平地機(jī)刮到路面中間或兩側(cè),整平路面表層、清除泥土、灑水濕潤(rùn),把刮起來(lái)的原材料進(jìn)行篩分,并根據(jù)原路面材料的級(jí)配情況添加、補(bǔ)充新料,拌和均勻并攤鋪、整平、壓實(shí)。3.1.3波浪和摩擦對(duì)于嚴(yán)重的波浪、搓板采取徹底翻修的方法治理,對(duì)于輕微的應(yīng)利用雨后路面潮濕的時(shí)機(jī),用人工或平地機(jī)將凸出部分鏟除,然后整平碾壓。3.1.4排水層透水隔離層(1)采取深挖邊溝加強(qiáng)排水或提高路基的方法降低地下水位。(2)對(duì)翻漿嚴(yán)重路段,設(shè)置盲溝或換填砂礫,下層可設(shè)置透水隔離層。(3)對(duì)低洼地段,應(yīng)修筑不透水隔離層,或在路基兩側(cè)修建片石擋土墻以隔斷水的來(lái)源,或修建涵洞將水排到遠(yuǎn)離路基的地方。3.2外部治療因疾病而導(dǎo)致的措施3.2.1泥石流處理措施(1)預(yù)防泥石流形成在泥石流頻繁發(fā)生地段如102滑坡群、K3974+300、K3368+100等地段,采用植被穩(wěn)定坡面,防止坡面沖刷,形成泥石流;設(shè)置導(dǎo)流防護(hù)工程,將泥石流導(dǎo)向附近的橋梁、過(guò)水路面,以減少對(duì)公路的毀壞程度;根據(jù)泥石流的規(guī)模,在泥石流頻發(fā)地段,設(shè)計(jì)、修建橋梁,將泥石流從橋下排出,以保證道路的安全、穩(wěn)定;設(shè)置渡槽,將泥石流從公路上方排出(這種方法只適用于一些發(fā)生頻率高,但規(guī)模小的泥石流)。(2)被動(dòng)治療措施在泥石流頻繁發(fā)生路段,鋪設(shè)過(guò)水路面,發(fā)生一次,清理一次。3.2.2滑坡體的改造(1)在滑坡體上方,設(shè)置截水溝攔截流向滑坡體的水流,將地表徑流引出滑坡體外,防止流入滑坡體,加速滑坡體的運(yùn)動(dòng)。(2)在滑坡體上,設(shè)置樹(shù)枝狀的引水溝,將坡面流水引出滑坡體(用搭疊形渡槽引出)。(3)在滑坡體上用植被封固表層(如種植草皮及根系比較發(fā)達(dá)的植物等),減少地表水下滲和坡面土體的流失,保證滑坡體的穩(wěn)定。(4)如果滑坡體較穩(wěn)定,且向下的推力不大,則可在滑坡體下邊緣設(shè)置抗滑擋土墻,達(dá)到穩(wěn)定滑坡體的目的。(5)對(duì)于滑坡體上未塌落的危石、懸?guī)r,應(yīng)注意其變化情況,對(duì)可能發(fā)生崩塌的部分,應(yīng)采取人工刷坡、撬落等方法處理。(6)若滑坡體穩(wěn)定性能差,采取設(shè)置抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨固樁等方法來(lái)穩(wěn)定滑坡群。3.2.3設(shè)置流砂截面,模型上封閉放線(xiàn)根據(jù)川藏線(xiàn)竹東段地理、地質(zhì)情況及近5年的養(yǎng)護(hù)、保通經(jīng)驗(yàn),對(duì)流砂應(yīng)采取如下處治措施:(1)采取封固流砂表層的方法,如在流砂坡面種植植物或鋪草皮、表層噴灑瀝青等方法穩(wěn)定流砂;(2)在路基內(nèi)邊緣設(shè)置高擋墻,使流砂坡面坡度小于自然坡度,阻擋砂流流向公路,達(dá)到穩(wěn)定流砂、阻擋流砂下滑的目的;(3)對(duì)于高度較高、坡度較陡、頻率較高的流砂,采取設(shè)置渡槽引渡的方法,讓流砂從公路上方流過(guò);(4)較被動(dòng)而又原始的方法是隨流隨清。3.2.4治療冰害和雪害的措施(1)清除凍冰和擋土墻①被動(dòng)處治措施為:冰凍前備好砂礫、石屑、粗砂等防滑養(yǎng)護(hù)料,路面結(jié)冰后要及時(shí)撒鋪,防滑的重點(diǎn)路段是急彎、陡坡處,以保證車(chē)輛行駛的安全;在結(jié)冰后為防止涎流繼續(xù)向遠(yuǎn)、向高處凍結(jié),一是炸冰開(kāi)槽引水,二是徹底清除凍冰(利用人工、機(jī)械或放炮開(kāi)炸清除)。②主動(dòng)處治措施有:疏通邊溝、橋涵,深挖、加寬截水溝,阻擋結(jié)冰涎流上路;對(duì)上邊坡較緩的路段采取設(shè)置漿砌擋土墻(擋土墻高度、長(zhǎng)度視其結(jié)冰規(guī)模而定)攔阻涎流上路(其擋土墻的作用如儲(chǔ)水池);使路基高度高于歷史結(jié)冰高度50～100cm;對(duì)上邊坡較陡的路段,應(yīng)采取深挖水源至冬季最大冰凍線(xiàn)以下(最大冰凍線(xiàn)應(yīng)根據(jù)平時(shí)觀察和實(shí)際所測(cè)的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)),并從水源開(kāi)始,開(kāi)挖一道地下水溝(這個(gè)水溝深度也要在最大冰凍線(xiàn)以下)將水引出路基外側(cè),水溝(包括水源部分)應(yīng)采取保溫措施,用盲溝的方法,或用水泥混凝土砌筑,或用保溫管材將水引離路基。(2)公路中斷制約發(fā)展①對(duì)公路積雪的處治。川藏線(xiàn)竹東段每年3月30日～4月15日之間是全年降水量最大的時(shí)期。降雪大的時(shí)候,路面積雪厚度可達(dá)1.5～2m,造成公路交通中斷,尤其是安久拉山～中壩段60km范圍內(nèi)更加嚴(yán)重。在遇到這種情況時(shí),我們采取的措施只有1個(gè),動(dòng)用所有的人員、機(jī)械全力以赴搶通。(2)雪崩的處治:改變?cè)€(xiàn)路,讓線(xiàn)路避開(kāi)雪崩頻發(fā)地段,尤其是比較嚴(yán)重的雪崩地段;設(shè)置防雪走廊等工程設(shè)施使雪崩從空中越過(guò)公路;化整為零,對(duì)一些常年積雪的地段,為防止